滨海岩溶地区海咸水入侵动力学系统研究

我国滨海岩溶地区岩溶系统的形成具有其独特的动力学过程。其中，既有自然环境条件下形成的岩溶特征，又有人类活动的地质效应——海咸水入侵的影响和改造。目前，海咸水入侵对滨海岩溶系统的影响和改造正在加剧，并将逐渐成为主导因素。防治滨海岩溶区海咸水入侵的根本，就是要查明咸-淡水过渡带中碳酸盐岩溶解、沉淀的动力机制。其中，混合溶蚀作用是关键。开展咸-淡水过渡带碳酸盐岩溶解、沉淀动力学的野外现场定位观测和室内动态模拟实验研究，并在查明咸-淡水过渡带碳酸盐岩溶解、沉淀动力机理的基础上，建立滨海岩溶地区碳酸盐岩溶解、沉淀系统动力学模型是十分必要和迫切的。研究各种因素综合影响下，滨海碳酸盐岩的混合溶蚀作用，将有利于查明滨海岩溶形成机理，进而为解决滨海岩溶地区海咸水入侵问题开辟一条新的途径。     

滨海岩溶区过渡带碳酸盐岩溶浊作用的试验研究

滨海岩溶具有内陆一般岩溶区不同的发育机理，其过渡带混合溶蚀作用是控制滨海岩溶发育的最主要因素之一。通过七组不同淡水与海水配比的混合溶蚀实验（封闭CO2－H2O系统），初步得出了过渡带混合溶蚀作用的基本结论：（1）滨海岩溶区过渡带岩溶发育的基本规律与内陆一般岩溶区岩溶发育规律的基本一致，即岩性，结构是控制滨海岩溶发育的最主要因素；（2）滨海岩溶区混合过渡带内碳酸盐岩的混合溶蚀速率大于纯淡水或纯海水中同种岩石的溶蚀速率；（3）在不同的CO2分压条件下，滨海岩溶区混合过渡带内碳酸盐岩的混合溶蚀机理不同。     

石林风景名胜区植被对土壤CO2分布的影响

混合溶蚀作用最早是由前苏联学者布涅耶夫于1912年发现。岩溶水的混合溶蚀作用包括饱和溶液的混合溶蚀、外来物质的混合溶蚀、以及温度混合溶蚀等三个方面。一般地,两种方解石浓度不等的水混合后,会降低方解石的饱和度或重新对方解石具有侵蚀性。 滨海岩溶区过渡带的水化学特征,主要是NaCl型的海水同淡水的混合,从岩溶角度来看,也可以说是方解石过饱和的海水同方解石呈平衡状态的淡水的混合——微咸水,随着发生混合溶蚀作用,在滨海岩溶区发育各种岩溶现象。滨海岩溶具有与内陆一般岩溶区所不同的发育机理,其过渡带混合溶蚀作用是控制滨海岩溶发育的最主要影响因素之一,这从实践中已经得到了证明。但对我国滨海古老碳酸盐岩岩溶区过渡带混合溶蚀作用的研究还相对较少;而且,由于混     

下辽河平原咸水赋存规律及成因探讨

下辽河平原,位于辽宁省中部地区,是第三纪至第四纪阶段新构造垂直运动形成的中新生代断陷盆地,咸水分布区位于新生代断陷盆地的西南部。海相沉积层分布于山前至辽东湾,咸水分布在滨海一带。地下淡水由山前平原向中部平原及咸水分布的滨海平原运动。原生沉积的海相地层中天然形成的咸水运移层,人为的过量开采,破坏了咸淡水平衡界面,导致海水运移(入侵)。掌握下辽河平原的咸水赋存规律及成因,探讨咸淡水过渡带的移动变化特点,合理有效的开发利用淡水资源。     

成岩早期大气淡水淋滤作用对碳酸盐岩储集层的影响——以塔里木盆地顺南地区为例

在碳酸盐岩储集层中,由大气淡水淋滤作用形成的岩溶孔洞是重要的油气储集空间,但大气淡水淋滤对碳酸盐岩储集层的改造机制尚不明确,因而制约了对碳酸盐岩储集层的评价和勘探。本文以塔里木盆地顺南地区4种典型的碳酸盐岩储集层为研究对象,以理论分析和数值模拟为手段,对不同条件下大气淡水淋滤作用造成的储集层的矿物溶蚀、沉淀、转化以及孔隙度变化进行了定量研究。结果表明,在近地表低温低压条件下,大气淡水对碳酸盐岩的淋滤作用主要表现为方解石的溶蚀,随流体向深部运移,以及方解石的沉淀或白云石化。大气淡水淋滤对储集层的影响深度和程度与淋滤速度、时间等因素均有关,另外,在矿物种类不同的碳酸盐岩储集层中,矿物的溶解、沉淀和转化关系差异较大。     

莱州湾南岸潍坊地区咸-卤水入侵及其地下水化学特征

近年来，莱州湾南岸潍坊地区的咸－卤水入侵，引起地下水资源量减少、土地资源退化和植物生态环境恶化。咸－卤水平均每年入侵２９．７ｋｍ＾２，卤水、咸水和微咸水区的入侵速度各不相同，地下水漏斗发展控制咸－卤水入侵过程，咸淡水界面稳定在淡水开采区的地下水漏斗北缘。咸－卤水入侵淡水时，地下水化学特点虽然主要决定于淡水和卤水特征，但是阳离子交换也起重要作用。     

山东莱州湾南岸典型剖面海(咸)水入侵过程的水文地球化学识别

山东莱州湾地区是我国海水入侵研究的典型地区之一,为了进一步促进对莱州湾海水入侵的认识,本次研究选择莱州湾南岸的典型剖面(昌邑-柳疃)为研究对象,系统采集了不同类型水样(河水、淡水、微咸水、咸水、卤水和海水),分析了不同水体的水化学、δ18O、δ2H、离子比及饱和度等特征。根据不同水体的水化学特征分析,判断出研究区在海(咸)水入侵过程中首先发生了混合作用,在此基础上,发生了阳离子交替吸附作用和不同程度的溶解沉淀作用。特征离子比值分析表明,咸水、微咸水是由地下淡水与卤水混合形成;剖面上咸水体的分布特征、δ18O-Cl-关系显示部分深层地下淡水也受到了卤水下移侵入影响。氢氧同位素的分布特征表明,研究区地下淡水明显来源于大气降水,第四纪古海水成因的卤水受到了蒸发及浓缩作用,"氧漂移"现象比较严重;矿物饱和度显示,研究区所有水体中盐岩均处于未饱和状态,石膏与白云石在部分地下淡水和微咸水中未达到饱和,在卤水与咸水体中处于饱和状态,方解石则在所有水体中都基本呈饱和状态。     

环境同位素特征对滨海岩溶地区海水入侵过程的指示意义

大连大魏家水源地位于中国北方典型滨海岩溶地区。近30年来,地下淡水的不合理开采造成的地下水位降落漏斗引发了严重的海水入侵。以大魏家水源地为研究对象,通过大量的水文地质调查和水化学及同位素采样测试分析,探讨海水入侵形成的水动力条件,通过分析滨海岩溶含水层中地下水主要水化学和多种同位素(δ2H-δ18O,δ34S,δ13C)组成特征,识别了海水入侵过程中发生的主要水文地球化学作用,并对其进行了定量模拟,从而阐明了岩溶含水层中的海水入侵机理。研究结果表明:大连大魏家海水入侵主要通道为大魏家地区存在的导水断裂、岩溶裂隙以及第四系松散地层。对δ2H-δ18O同位素的组成分析表明,研究区地下水主要来自大气降水补给,结合Cl-浓度分布,认为除海水入侵淡水含水层后增加了地下水中的盐分外,浅层地下水的蒸发也对地下水中盐分的累积起到了重要作用。根据不同水体中δ34SSO4,δ13CHCO3等同位素特征,结合水化学成分(如SO2-4,Cl-)分析认为,研究区微咸水和咸水并不是地下水淡水和海水简单混合而成。利用反向水文地球化学模拟揭示了控制滨海岩溶含水层中水化学演化的主要水文地球化学反应有方解石、蒙脱石和石膏的溶解作用,伊利石的沉淀作用以及Ca-Na离子交换作用,伴随着CO2的释放。     

潍河下游地区海咸水入侵动态三维数值模拟分析

文中以潍河下游的莱洲湾南岸地区为研究区 ,阐述了海咸水分布规律。针对海咸水运移过程中的水动力学特征和化学动力学特征 ,推导了水动力化学动力耦合的盐分运移对流弥散方程 ,水动力过程考虑了浓度变化对水流运动的影响 ,化学动力学过程考虑了含水介质表面吸附 (解吸 )作用对盐分运移的影响。采用改进的非线性特征有限元法 ,求解高浓度溶质运移三维模型。计算结果表明 ,该模型更真实地刻画了海咸水入侵系统。通过对海咸水入侵规律进行模拟 ,指出海咸水入侵的根本原因是过量开采地下淡水资源 ,要防止海咸水入侵 ,必须科学开采地下淡水资源。     

大连大魏家水源地海水入侵过程中水文地球化学作用分析及定量模拟

大连大魏家水源地位于中国北方典型滨海岩溶地区。近年来,地下淡水不合理开采造成的地下水位降落漏斗引发了严重的海水入侵。本文以大魏家水源地海水入侵为研究对象,通过大量的水文地质调查和水化学样品测试分析,探讨了海水入侵形成的水动力条件,通过绘制Piper图、以Cl^-为天然示踪剂计算了海水和地下淡水的混合比例、实际浓度和理论浓度的对比、水化学组成特征分析等方法,探讨了该区岩溶含水层在海水入侵过程中所发生的主要水文地球化学作用,并对其进行了定量模拟,进而阐明了岩溶含水层中的海水入侵机理。研究结果表明,研究区微成水和成水并不是地下水淡水和海水简单混合而成。利用反向水文地球化学模拟揭示了控制滨海岩溶含水层中水化学演化的主要水文地球化学反应有方解石、蒙脱石和石膏的溶解作用,伊利石的沉淀作用以及Ca—Na离子交换作用,伴随着CO2的释放,石膏的溶解并没引起白云石化作用。     

碳酸盐岩早成岩岩溶作用及油气地质意义

碳酸盐岩早成岩岩溶作用可发育溶蚀孔洞或具有规模的溶洞,这对于认识我国塔里木盆地、四川盆地碳酸盐岩内幕岩溶区孔洞成因与分布具有重要参考价值。然而碳酸盐岩早成岩岩溶在我国现代岩溶发育较少,研究程度低。文章通过总结国外在碳酸盐岩早成岩岩溶形成机理及孔洞发育特征的研究成果,探讨早成岩岩溶的油气地质意义:（1）成岩早期碳酸盐岩胶结程度差,岩石疏松,孔隙度、渗透率极高,介质空间较均匀;（2）早成岩岩溶作用与海平面升降具有明显的关系,尤其海岛或滨岸地区的淡水-海水交互带,以混合水岩溶为特征的岩溶作用较强烈;（3）早成岩岩溶孔洞发育分布具有一定特点,岛屿岩溶以发育侧面边缘洞穴为特征,而滨海岩溶以发育混合带管道为特征;（4）孔洞的发育主要受淡水中CO2含量、水流通过混合过渡带的水动力及海平面变化速率控制;（5）早成岩岩溶为研究我国地质历史时期碳酸盐岩短期暴露岩溶作用提供借鉴,对其孔洞发育分布特征的认识,将促进碳酸盐岩内幕区孔洞型油气储层形成机理研究,指导内幕区孔洞储层分布预测和油气勘探。      

莱州湾南岸海咸水入侵的原因分析及防治对策

莱州湾南岸的昌邑、寒亭、寿光等市(区)，是我省沿海发生海咸水入侵地质灾害较严重的地区之一。自70年代中期发现海咸水入侵以来，入侵速率逐年增加，到1992年，入侵面积已达295．5km^2，给工农业生产和人民生活造成了严重损失。该区海咸水入侵以咸水入侵为主。笔者在分析区域地质背景条件基础上，从水动力学和水化学方面对海咸水入侵的发灾机理进行了探讨。指出地下淡水过量开采是海咸水入侵的根本原因；此外，沉积环境、河流上游来水量减小及风暴潮等对海咸水入侵有加剧作用。从地学角度，提出了全流域综合治理、合理开发利用淡水资源、建设地下水库、跨流域调水，建立抽水槽工程等防治对策。     

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏岩溶成因类型

塔河油田位于塔里木盆地北部沙雅隆起中段的阿克库勒凸起上。该凸起自加里东中晚期到海西早期的多次构造抬升运动使奥陶系碳酸盐岩地层长期出露于地表,受到强烈的大气淡水淋滤溶蚀作用。该地区还经历了加里东中期海侵和石炭纪海侵以及二叠纪火山作用。以塔河油田主体区内11口井的33份砂泥质充填物为基础样本,作了硼、矾、镓、铷等微量元素和包裹体分析等地球化学的研究,证实研究区内以大气淡水岩溶作用为主,存在后期的淡水-海水混合岩溶作用和热水岩溶(溶蚀)作用。大气淡水岩溶纵向上主要分为三个带,溶洞充填物的伊利石K—Ar同位素定年揭示其呈上老下新的时序性。海水入侵所改造的为浅层第一、二个岩溶带,热水岩溶(溶蚀)改造的为深部第三个岩溶带。     

碳酸盐溶解,沉淀控制下的反应—迁移模型研究

以碳酸盐岩中方解石，白云石和石膏的溶解和沉淀化学反应为基础，阐述了反应模型和水流模型，建立了化学动力学方程－水流方向的关系，并且采用解法－数值法混合解法求解济南岩溶区的反应－模型，计算该区的化学反应速率常数和水动力参数。     

碳酸盐溶解、沉淀控制下的反应－迁移模型研究

以碳酸盐岩中方解石、白云石和石膏的溶解和沉淀化学反应为基础，阐述了反应模型和水流模型，建立了化学动力学方程－水流方程的关系，并且采用解析法－数值法混合解法求解济南岩溶区的反应－迁移模型，计算该区的化学反应速率常数和水动力参数     

内陆单斜构造内咸水入侵淡水含水层三维数值模拟：——以山西柳林？…

本文建立了内陆单斜构造内咸水入侵淡水含水层的三维可混溶溶质运移模型。同时,为了尽可能提高模拟精度,还建立了区域二维水流模型和水质模型,为三维模型提供边界条件。模型应用于描述柳林电厂水源地咸－淡水界面运移特征,模拟效果良好,还据此预报了咸水入侵的可能性并探讨了淡水流的强弱对咸－淡水界面运移的影响。     

电阻率法在防治莱州湾地区海水入侵中的应用

阐述电阻率法在莱州湾地区海水入侵防治研究中应用的理论依据、监测指标.对海、咸水入侵区地层电阻率的变化规律,咸、淡水界面的确定,圈定海水入侵通道及界面运移规律做了分析.     

莱洲湾南岩咸水入侵条件下地下水的水化学特征与卤水形成

莱洲湾南岸地下水在咸水入侵条件下发生了较大的变化，从山前冲洪积平原至海岸带共存在6种类型的地下水。本文对研究区地下水化学成分的区域分布进行了研究，并通过水文地球化学调查与室内试验，结合同位素测定资料与PHRQPITZ的模拟结果，对各种类型地下水的形成原因做了深入探讨。指出在咸、淡水过渡带发生了阳离子交换。此外还揭示出卤水形成过程中发生了石盐、泻利盐的溶解。     

黄骅盆地奥陶系古岩溶特征、演化及其对潜山敢聚集的控制作用

按照岩溶化特点，黄骅盆地奥陶系碳酸盐岩古岩溶可分为上不同的类型：由大气水溶解形成的岩溶、有机酸溶蚀古岩溶及埋藏热液古岩溶。其中，控制古生界碳酸盐岩储层物性的大气水岩溶对潜同气聚集起着显著的作用，它的形成与黄骅盆地演化过程中三期（加里东、印支－燕山及喜马拉雅期）重要的碳桎卤岩暴露事件有关。这三期与古抬升相关的岩溶作用相互叠置在一起形成古岩溶复合系统，在黄骅盆地中，由加里东、印支－燕山期岩溶叠置的古岩溶复合体拥有较多的有忆隙及缝洞，有利于油气的储集，是黄骅盆地中最好的碳酸盐岩储层。同时，古岩溶复合体的形成时间对潜山油气运聚起着决定性作用，发育于中新生代的大气水岩溶是“新生古储”油气聚集的有利因素，但对古生界原重油一气聚集不利。加里东期岩溶、埋藏热液古岩溶及有机酸溶蚀古岩溶则对古生界原生油气聚集有利。     

影响岩溶速率的若干问题的讨论

岩溶是可溶性岩石(主要为碳酸盐岩)在天然水溶解浸蚀作用下所形成的一种地貌类型和地下管道及洞穴景观。尽管影响岩溶作用的因素错综复杂,但贯穿岩溶发生、发展和形成的始终的主要矛盾是可溶岩石的溶解与沉淀的矛盾。而可溶岩石自身的性质则是决定岩溶发育与否的内在因素。因此,研究组成碳酸盐岩的碳酸盐矿物的溶解度和不同碳酸盐岩在天然水中的溶蚀作用,对阐明岩溶的发生、发展和形成的机制及其在空间的分布规律具有重要意